JP7224117B2 - 基板処理装置および処理液再利用方法 - Google Patents

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Description

本開示は、基板処理装置および処理液再利用方法に関する。
半導体ウェハ等の基板を処理液に浸漬させることにより、基板をエッチングする技術が知られている。たとえば、特許文献１には、リン酸水溶液に基板を浸漬させることにより、基板の表面に形成された窒化膜をエッチングする技術が開示されている。
リン酸水溶液を用いて基板のエッチング処理を繰り返し行うと、リン酸水溶液中のシリコン濃度が増加し、シリコン酸化膜とシリコン窒化膜との選択比が変化してしまい、基板のエッチング処理を良好に行えなくなる。このため、特許文献１に記載の技術では、処理槽に貯留されている処理液の一部を廃棄し、廃棄した量に相当する量のリン酸水溶液を処理槽に補充することで、処理槽内の処理液のシリコン濃度を所望の濃度に調整している。
特開２０１３－９３４７８号公報
本開示は、処理液の廃棄量を削減することのできる技術を提供する。
本開示の一態様による基板処理装置は、処理槽と、貯留部と、除去部と、混合部と、戻り路とを備える。処理槽は、薬液とシリコンとを含む処理液に基板を浸漬させて該基板のエッチング処理を行う。貯留部は、処理槽から排出された処理液を回収して貯留する。除去部は、処理槽から排出された処理液の一部を回収し、回収した処理液からシリコンを除去する。混合部は、貯留部に貯留された処理液と、除去部によってシリコンが除去された処理液とを混合する。戻り路は、混合部によって混合された処理液を処理槽に戻す。
本開示によれば、処理液の廃棄量を削減することができる。
図１は、実施形態に係る基板処理装置の構成を示す図である。 図２は、実施形態に係るエッチング用の処理槽の構成を示す図である。 図３は、実施形態に係る再生装置の構成を示す図である。 図４は、実施形態に係る再生処理の一例を示す図である。 図５は、実施形態における第１変形例に係る再生装置の構成を示す図である。 図６は、実施形態における第２変形例に係る再生装置の構成を示す図である。 図７は、実施形態における第２変形例に係る再生処理の一例を示す図である。 図８は、実施形態における第３変形例に係る再生装置の構成を示す図である。 図９は、実施形態における第４変形例に係る再生装置の構成を示す図である。 図１０は、実施形態における第４変形例に係る再生処理の一例を示す図である。
以下に、本開示による基板処理装置および処理液再利用方法を実施するための形態（以下、「実施形態」と記載する）について図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施形態により本開示による基板処理装置および処理液再利用方法が限定されるものではない。また、各実施形態は、処理内容を矛盾させない範囲で適宜組み合わせることが可能である。また、以下の各実施形態において同一の部位には同一の符号を付し、重複する説明は省略される。
基板上に形成された窒化膜（ＳｉＮ）と酸化膜（ＳｉＯ２）のうち、窒化膜のみを選択的にエッチングする処理が知られている。
シリコン窒化膜のエッチング処理では、薬液にシリコン（Ｓｉ）含有化合物（以下、単に「シリコン」と称する場合がある。）を添加した処理液が用いられる。薬液は、たとえば、リン酸（Ｈ３ＰＯ４）水溶液である。処理液のシリコン濃度の調整は、たとえば、リン酸水溶液にダミー基板を浸漬させてダミー基板中のシリコンをリン酸水溶液に溶解させることによって行われる。
処理液のシリコン濃度は、エッチング処理を繰り返し行うことで増加することが知られている。処理液のシリコン濃度が増加すると、シリコン酸化膜とシリコン窒化膜との選択比が変化してしまい、基板のエッチング処理を良好に行えなくなる。このため、処理槽に貯留されている処理液の一部を廃棄し、廃棄した量に相当する量のリン酸水溶液を処理槽に補充することで、処理槽内の処理液の濃度を調整する処理が必要に応じて行われる。
しかしながら、処理液の消費量を削減するためには、処理液をできるだけ廃棄しないことが望ましい。そこで、処理液の廃棄量を削減することが期待されている。
［基板処理装置の構成］
まず、実施形態に係る基板処理装置の構成について図１を参照して説明する。図１は、実施形態に係る基板処理装置の構成を示す図である。以下では、位置関係を明確にするために、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸を規定し、Ｚ軸正方向を鉛直上向き方向とする。
図１に示すように、実施形態に係る基板処理装置１は、キャリア搬入出部２と、ロット形成部３と、ロット載置部４と、ロット搬送部５と、ロット処理部６と、制御部１００とを有する。
キャリア搬入出部２は、複数枚（例えば、２５枚）の基板（シリコンウエハ）８を水平姿勢で上下に並べて収容したキャリア９の搬入、および搬出を行う。
キャリア搬入出部２には、複数個のキャリア９を載置するキャリアステージ１０と、キャリア９の搬送を行うキャリア搬送機構１１と、キャリア９を一時的に保管するキャリアストック１２，１３と、キャリア９を載置するキャリア載置台１４とが設けられている。
キャリア搬入出部２は、外部からキャリアステージ１０に搬入されたキャリア９を、キャリア搬送機構１１を用いてキャリアストック１２やキャリア載置台１４に搬送する。すなわち、キャリア搬入出部２は、ロット処理部６で処理する前の複数枚の基板８を収容するキャリア９を、キャリアストック１２や、キャリア載置台１４に搬送する。
キャリアストック１２は、ロット処理部６で処理する前の複数枚の基板８を収容するキャリア９を、一時的に保管する。
キャリア載置台１４に搬送され、ロット処理部６で処理される前の複数枚の基板８を収容するキャリア９からは、後述する基板搬送機構１５によって複数枚の基板８が搬出される。
また、キャリア載置台１４に載置され、基板８を収容していないキャリア９には、基板搬送機構１５から、ロット処理部６で処理された後の複数枚の基板８が搬入される。
キャリア搬入出部２は、キャリア載置台１４に載置され、ロット処理部６で処理された後の複数枚の基板８を収容するキャリア９を、キャリア搬送機構１１を用いてキャリアストック１３や、キャリアステージ１０に搬送する。
キャリアストック１３は、ロット処理部６で処理した後の複数枚の基板８を一時的に保管する。キャリアステージ１０に搬送されたキャリア９は、外部へ搬出される。
ロット形成部３には、複数枚（例えば、２５枚）の基板８を搬送する基板搬送機構１５が設けられている。ロット形成部３は、基板搬送機構１５による複数枚（例えば、２５枚）の基板８の搬送を例えば２回行うことで、複数枚（例えば、５０枚）の基板８からなるロットを形成する。
ロット形成部３は、基板搬送機構１５を用いて、キャリア載置台１４に載置されたキャリア９からロット載置部４へ複数枚の基板８を搬送し、複数枚の基板８をロット載置部４に載置することで、ロットを形成する。
ロットを形成する複数枚の基板８は、ロット処理部６によって同時に処理される。ロットを形成するときは、複数枚の基板８のパターン形成面が互いに対向するようにロットを形成してもよく、また、複数枚の基板８のパターン形成面がすべて一方を向くようにロットを形成してもよい。
また、ロット形成部３は、ロット処理部６で処理が行われ、ロット載置部４に載置されたロットから、基板搬送機構１５を用いて複数枚の基板８をキャリア９へ搬送する。
基板搬送機構１５は、複数枚の基板８を支持するための基板支持部として、処理前の複数枚の基板８を支持する処理前基板支持部（不図示）と、処理後の複数枚の基板８を支持する処理後基板支持部（不図示）の２種類を有している。これにより、処理前の複数枚の基板８等に付着したパーティクル等が処理後の複数枚の基板８等に転着することを防止することができる。
基板搬送機構１５は、複数枚の基板８の搬送途中で、複数枚の基板８の姿勢を水平姿勢から垂直姿勢、および垂直姿勢から水平姿勢に変更する。水平姿勢とは、基板８を寝かせた状態のことをいい、垂直姿勢とは、基板８を起立させた状態のことをいう。
ロット載置部４は、ロット搬送部５によってロット形成部３とロット処理部６との間で搬送されるロットをロット載置台１６で一時的に載置（待機）する。
ロット載置部４には、搬入側ロット載置台１７と、搬出側ロット載置台１８とが設けられている。
搬入側ロット載置台１７には、処理前のロットが載置される。搬出側ロット載置台１８には、処理後のロットが載置される。
搬入側ロット載置台１７および搬出側ロット載置台１８において、１ロット分の複数枚の基板８は、垂直姿勢で前後に並べて載置される。
ロット搬送部５は、ロット載置部４とロット処理部６との間や、ロット処理部６の内部間でロットの搬送を行う。
ロット搬送部５には、ロットの搬送を行うロット搬送機構１９が設けられている。ロット搬送機構１９は、ロット載置部４とロット処理部６とに沿わせて配置したレール２０と、ロットを保持しながらレール２０に沿って移動する移動体２１とを有する。
移動体２１には、垂直姿勢で前後に並んだ複数枚の基板８で形成されるロットを保持する基板保持体２２が設けられている。
ロット搬送部５は、搬入側ロット載置台１７に載置されたロットをロット搬送機構１９の基板保持体２２で受取り、受取ったロットをロット処理部６に受け渡す。
また、ロット搬送部５は、ロット処理部６で処理されたロットをロット搬送機構１９の基板保持体２２で受取り、受取ったロットを搬出側ロット載置台１８に受け渡す。
さらに、ロット搬送部５は、ロット搬送機構１９を用いてロット処理部６の内部においてロットの搬送を行う。
ロット処理部６は、垂直姿勢で前後に並んだ複数枚の基板８で形成されたロットにエッチングや、洗浄や、乾燥などの処理を行う。
ロット処理部６には、ロットをエッチング処理するエッチング処理装置２３と、ロットを洗浄処理する洗浄処理装置２４と、基板保持体２２を洗浄処理する基板保持体洗浄処理装置２５と、ロットを乾燥処理する乾燥処理装置２６とが並べて設けられている。なお、エッチング処理装置２３の台数は、１台に限られることはなく、２台以上であってもよい。
エッチング処理装置２３は、エッチング用の処理槽２７と、リンス用の処理槽２８と、基板保持部２９，３０とを有する。
エッチング用の処理槽２７には、エッチング用の処理液が貯留される。リンス用の処理槽２８には、リンス用の処理液（純水等）が貯留される。エッチング用の処理槽２７の詳細については後述する。
基板保持部２９,３０は、ロットを形成する複数枚の基板８を垂直姿勢で前後に並べて保持する。
エッチング処理装置２３は、ロット搬送機構１９の基板保持体２２からロットを基板保持部２９で受取り、基板保持部２９を降下させることでロットを処理槽２７の処理液に浸漬させてエッチング処理を行う。
その後、エッチング処理装置２３は、基板保持部２９を上昇させることでロットを処理槽２７から取り出し、基板保持部２９からロット搬送機構１９の基板保持体２２にロットを受け渡す。
そして、ロット搬送機構１９の基板保持体２２からロットを基板保持部３０で受取り、基板保持部３０を降下させることによってロットを処理槽２８のリンス用の処理液に浸漬させてリンス処理を行う。
その後、エッチング処理装置２３は、基板保持部３０を上昇させることでロットを処理槽２８から取り出し、基板保持部３０からロット搬送機構１９の基板保持体２２にロットを受け渡す。
洗浄処理装置２４は、洗浄用の処理槽３１と、リンス用の処理槽３２と、基板保持部３３，３４とを有する。
洗浄用の処理槽３１には、洗浄用の処理液（ＳＣ１等）が貯留される。リンス用の処理槽３２には、リンス用の処理液（純水等）が貯留される。基板保持部３３，３４は、１ロット分の複数枚の基板８を垂直姿勢で前後に並べて保持する。
乾燥処理装置２６は、処理槽３５と、処理槽３５に対して昇降する基板保持部３６とを有する。
処理槽３５には、乾燥用の処理ガス（ＩＰＡ（イソプロピルアルコール）等）が供給される。基板保持部３６は、１ロット分の複数枚の基板８を垂直姿勢で前後に並べて保持する。
乾燥処理装置２６は、ロット搬送機構１９の基板保持体２２からロットを基板保持部３６で受取り、基板保持部３６を降下させることによってロットを処理槽３５に搬入し、処理槽３５に供給した乾燥用の処理ガスでロットの乾燥処理を行う。そして、乾燥処理装置２６は、基板保持部３６を上昇させ、基板保持部３６からロット搬送機構１９の基板保持体２２に、乾燥処理を行ったロットを受け渡す。
基板保持体洗浄処理装置２５は、処理槽３７を有し、処理槽３７に洗浄用の処理液および乾燥ガスを供給できるようになっており、ロット搬送機構１９の基板保持体２２に洗浄用の処理液を供給した後、乾燥ガスを供給することで基板保持体２２の洗浄処理を行う。
制御部１００は、基板処理装置１の各部（キャリア搬入出部２、ロット形成部３、ロット載置部４、ロット搬送部５、ロット処理部６）の動作を制御する。制御部１００は、スイッチなどからの信号に基づいて、基板処理装置１の各部の動作を制御する。
制御部１００は、例えばコンピュータからなり、たとえば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、入出力ポートなどを有するマイクロコンピュータや各種の回路を含む。制御部１００は、コンピュータで読み取り可能な記憶媒体３８を有する。記憶媒体３８には、基板処理装置１において実行される各種の処理を制御するプログラムが格納される。
制御部１００は、ＣＰＵが記憶媒体３８に記憶されたプログラムを、ＲＯＭを作業領域として使用して実行することによって基板処理装置１の動作を制御する。なお、プログラムは、コンピュータによって読み取り可能な記憶媒体３８に記憶されていたものであって、他の記憶媒体から制御部１００の記憶媒体３８にインストールされたものであってもよい。
コンピュータによって読み取り可能な記憶媒体３８としては、例えばハードディスク（ＨＤ）、フレキシブルディスク（ＦＤ）、コンパクトディスク（ＣＤ）、マグネットオプティカルディスク（ＭＯ）、メモリカードなどがある。
［処理槽の構成］
次に、エッチング用の処理槽２７の構成について図２を参照し説明する。図２は、実施形態に係るエッチング用の処理槽２７の構成を示す図である。
エッチング用の処理槽２７は、薬液とシリコンとを含む処理液に基板８を浸漬させることにより、基板８上に形成された窒化膜（ＳｉＮ）と酸化膜（ＳｉＯ２）のうち、窒化膜のみを選択的にエッチングする処理を行う。薬液は、たとえば、リン酸水溶液である。
処理槽２７は、内槽４５と、外槽４６とを備える。また、処理槽２７は、循環部５０と、純水供給部８０とを備える。
内槽４５は、上方が開放されており、内部に処理液を貯留する。ロット（複数の基板８）は、かかる内槽４５に浸漬される。
外槽４６は、上方が開放されており、内槽４５の上部周囲に配置される。外槽４６には、内槽４５からオーバーフローした処理液が流入する。
外槽４６には、純水供給部８０から純水が供給される。純水供給部８０は、純水供給部８０は、加熱によって処理液から蒸発した水分を補給するために、純水（ＤＩＷ：Deionized Water）を外槽４６に供給する。
また、外槽４６には、処理槽２７から回収され、且つ、後述する再生装置７によって再生された処理液が供給される。再生装置７は、処理槽２７から回収路７１を介して回収された処理液のシリコン濃度を予め決められた所望の濃度に調整したうえで、調整後の処理液を戻り路７７を介して処理槽２７へ戻す。再生装置７の構成については後述する。
循環部５０は、内槽４５と外槽４６との間で処理液を循環させる。循環部５０は、循環路５１と、処理液供給ノズル５２と、ポンプ５３と、ヒータ５４と、フィルタ５５と、切替弁５６とを備える。
循環路５１は、外槽４６と内槽４５とを接続する。循環路５１の一端は、外槽４６に接続され、循環路５１の他端は、内槽４５の内部に配置された処理液供給ノズル５２に接続される。
ポンプ５３、ヒータ５４およびフィルタ５５は、循環路５１に設けられる。ポンプ５３は、外槽４６内の処理液を循環路５１に送り出す。ヒータ５４は、循環路５１を流れる処理液を、エッチング処理に適した温度に加熱する。たとえば、ヒータ５４は、処理液が沸騰状態となる温度に処理液を加熱する。フィルタ５５は、循環路５１を流れる処理液から不純物を除去する。切替弁５６は、処理液の流出先を循環路５１と後述する回収路７１との間で切り替える。ポンプ５３、ヒータ５４、フィルタ５５および切替弁５６は、上流側からこの順番で設けられる。
循環部５０は、処理液を外槽４６から循環路５１経由で内槽４５内へ送る。内槽４５内に送られた処理液は、内槽４５からオーバーフローすることで、再び外槽４６へと流出する。このようにして、処理液は、内槽４５と外槽４６との間を循環する。
純水供給部８０は、純水供給源８１と、純水戻り路８２と、流量調整器８３とを備える。純水供給源８１は、純水を貯留するタンクである。純水戻り路８２は、純水供給源８１と外槽４６とを接続し、純水供給源８１から外槽４６に純水を供給する。流量調整器８３は、たとえば開閉弁、流量制御弁、流量計などを含んで構成され、純水供給源８１から外槽４６へ供給される純水の流量を調整する。
ポンプ５３およびヒータ５４は、制御部１００によって制御される。また、流量調整器８３を構成する開閉弁や、流量制御弁は、制御部１００によって制御される。
［再生装置の構成］
次に、再生装置７の構成について図３を参照して説明する。図３は、実施形態に係る再生装置７の構成を示す図である。
図３に示すように、再生装置７は、回収路７１と、貯留部７２と、除去部７３と、第１供給部７４と、第２供給部７５と、混合部７６と、戻り路７７とを備える。
回収路７１は、処理槽２７において使用された処理液を回収するための流路である。回収路７１の一端は、たとえば循環部５０の切替弁５６に接続される（図２参照）。なお、これに限らず、回収路７１の一端は、内槽４５または外槽４６に接続されてもよい。回収路７１の他端は、貯留部７２に接続される。回収路７１の中途部には、開閉弁７１１が設けられる。
貯留部７２は、処理槽２７から排出された処理液を回収路７１経由で回収して貯留する容器である。貯留部７２は、ヒータ７２１を備えており、貯留された処理液を所定の温度に加熱する。たとえば、ヒータ７２１は、貯留部７２に貯留された処理液をシリコンの析出温度を超える温度に加熱する。これにより、処理液の温度低下による貯留部７２内でのシリコンの析出を抑えることができる。
貯留部７２は、第１接続路７２２を介して除去部７３に接続される。第１接続路７２２には、図示しないポンプが設けられており、貯留部７２に貯留された処理液の一部は、図示しないポンプによって第１接続路７２２を介して除去部７３に供給される。また、貯留部７２は、第２接続路７２３を介して第１供給部７４に接続される。第２接続路７２３には、図示しないポンプが設けられており、貯留部７２に貯留された処理液の一部は、図示しないポンプによって第１供給部７４に供給される。
除去部７３は、処理槽２７から排出された処理液の一部を回収し、回収した処理液から処理液に含まれるシリコンのうちの一部を除去するシリコン除去処理を行う。実施形態において、除去部７３は、処理槽２７から排出された処理液の一部を貯留部７２および第１接続路７２２を介して回収する。
除去部７３の構成としては、何れの公知技術を用いても構わない。一例として、除去部７３は、循環路と、循環路を流れる処理液を加熱するヒータと、循環路を流れる処理液からシリコンを除去するフィルタとを備える。上記のように構成された除去部７３は、処理液をヒータで加熱しつつ循環路内を循環させてフィルタに繰り返し通すことで、処理液からシリコンを除去する。除去部７３は、たとえば処理時間を調整することで、除去処理後の処理液のシリコン濃度を調整することが可能である。
除去部７３は、処理液のシリコン濃度を少なくとも処理槽２７における処理液のシリコン濃度の初期値よりも低い濃度まで減少させる。また、除去部７３は、処理液に含まれるシリコンのうちの一部を除去する。つまり、除去部７３は、処理液中のシリコンを完全には除去しない。
除去部７３は、第３接続路７３１を介して第２供給部７５に接続される。第３接続路７３１には、図示しないポンプが設けられており、除去処理後の処理液は、図示しないポンプによって第２供給部７５に供給される。
第１供給部７４は、貯留部７２に貯留された処理液のうち第１の量の処理液を混合部７６に供給する。たとえば、第１供給部７４は、第１の量の処理液を貯留可能な容器であり、第２接続路７２３を介して貯留部７２から供給される処理液を第１の量だけ貯留すると、貯留した第１の量の処理液を第４接続路７４１を介して混合部７６へ供給する。
第２供給部７５は、除去部７３によってシリコンが除去された処理液のうち第２の量の処理液を混合部７６に供給する。たとえば、第２供給部７５は、第２の量の処理液を貯留可能なタンクであり、第３接続路７３１を介して除去部７３から供給される処理液を第２の量だけ貯留すると、貯留した第２の量の処理液を第５接続路７５１を介して混合部７６へ供給する。
なお、第１供給部７４は、たとえば第４接続路７４１を開閉する開閉弁であってもよい。この場合、制御部１００が、予め決められた時間だけ第１供給部７４としての開閉弁を開くことにより、混合部７６に対して予め決められた一定量の処理液を供給することができる。あるいは、制御部１００は、第４接続路７４１に設けられた流量計の計測結果に基づいて一定量の処理液が混合部７６に供給されたと判定した場合に、第１供給部７４としての開閉弁を閉じてもよい。同様に、第２供給部７５も、第５接続路７５１を開閉する開閉弁であってもよい。この場合、制御部１００が、予め決められた時間だけ第２供給部７５としての開閉弁を開くことにより、混合部７６に対して予め決められた一定量の処理液を供給することができる。あるいは、制御部１００は、第５接続路７５１に設けられた流量計の計測結果に基づいて一定量の処理液が混合部７６に供給されたと判定した場合に、第２供給部７５としての開閉弁を閉じてもよい。
混合部７６は、貯留部７２に貯留された処理液と、除去部７３によってシリコンが除去された処理液とを混合する容器である。具体的には、混合部７６は、第４接続路７４１を介して第１供給部７４から供給される処理液と、第５接続路７５１を介して第２供給部７５から供給される処理液とを混合する。混合部７６は、ヒータ７６１を備えており、貯留された処理液を所定の温度に加熱する。たとえば、ヒータ７６１は、混合部７６に貯留された処理液を、処理槽２７が備えるヒータ５４（図２参照）による加熱温度と同一の温度に加熱する。これにより、処理液の温度低下による混合部７６内でのシリコンの析出を抑えることができる。また、混合部７６において混合された処理液を戻り路７７を介して処理槽２７へ供給した際に、処理槽２７内の処理液の温度が、戻り路７７から供給される処理液によって低下することを抑制することができる。
戻り路７７は、混合部７６によって混合された処理液を処理槽２７へ戻す流路である。戻り路７７の一端は、混合部７６に接続され、戻り路７７の他端は、たとえば処理槽２７の外槽４６に接続される。戻り路７７の中途部には、開閉弁７７１が設けられる。
［処理液の再生処理］
次に、再生装置７による処理液の再生処理の内容について図４を参照して説明する。図４は、実施形態に係る再生処理の一例を示す図である。図４では、一例として、処理槽２７において使用される処理液のシリコン濃度の初期値が７５ｐｐｍである場合について説明する。
図４に示すように、処理液は、エッチング処理に使用されることにより、シリコン濃度が上昇する。ここでは、処理液のシリコン濃度が７５ｐｐｍから１００ｐｐｍに上昇するものとする。制御部１００は、たとえば、実験やシミュレーション等によって得られる、基板８の処理枚数や処理時間とシリコン濃度との関係式から、上昇後のシリコン濃度の値（ここでは、１００ｐｐｍ）を算出することができる。なお、制御部１００は、処理槽２７または再生装置７（回収路７１、貯留部７２、第１接続路７２２および除去部７３の少なくとも何れか１つ）に設けられた濃度計から上昇後のシリコン濃度の値を取得してもよい。
シリコン濃度が１００ｐｐｍに上昇した処理液は、回収路７１（図３参照）を介して貯留部７２に供給され、貯留部７２に一時的に貯留される。また、貯留部７２に貯留されたシリコン濃度１００ｐｐｍの処理液の一部は、第１接続路７２２（図３参照）を介して除去部７３へ供給され、除去部７３においてシリコンが除去される。これにより、処理液のシリコン濃度は、７５ｐｐｍよりも低い濃度に減少する。ここでは、除去部７３において処理液のシリコン濃度が１００ｐｐｍから５０ｐｐｍに減少するものとする。
貯留部７２に貯留されたシリコン濃度１００ｐｐｍの処理液と、除去部７３によってシリコンが除去されたシリコン濃度５０ｐｐｍの処理液とは、第１供給部７４および第２供給部７５により、予め決められた比率で混合部７６に供給される。これにより、所望のシリコン濃度、ここでは、処理槽２７における処理液の初期濃度と同じ７５ｐｐｍに調整された処理液が生成される。そして、混合部７６においてシリコン濃度が７５ｐｐｍに調整された処理液は、戻り路７７（図３参照）を介して再び処理槽２７に供給される。
このように、実施形態に係る再生装置７によれば、処理槽２７から処理液を回収し、回収した処理液のシリコン濃度を減少させて所望のシリコン濃度に調整したうえで、処理槽２７に戻すこととした。これにより、処理槽２７内の処理液の一部を廃棄し、廃棄した量に相当する量の新たな処理液を処理槽２７に補充することで、処理槽２７内の処理液の濃度を調整する手法と比較し、処理液の廃棄量を削減することができる。
また、実施形態に係る再生装置７は、たとえば処理液からシリコンを完全に除去してシリコン濃度を０ｐｐｍとした後、処理液にシリコンを添加してシリコン濃度を所望の濃度に上昇させる手法と比較し、処理液を短時間で再生することができる。また、処理液にシリコンを添加するための機構が不要となるため、設備の削減に資することができる。
また、実施形態に係る再生装置７は、処理槽２７から排出された処理液の一部を除去部７３に供給することとし、混合部７６において、処理槽２７から回収した処理液と、除去部７３によってシリコンが除去された処理液とを混合させることとした。これにより、処理槽２７から回収した処理液の全てについて除去部７３によるシリコン除去処理を行う場合と比較して、処理液を短時間で再生することができる。
［変形例］
次に、上述した再生装置７の変形例について説明する。図５は、実施形態における第１変形例に係る再生装置７の構成を示す図である。
上述した実施形態では、回収路７１の他端が貯留部７２に接続されており、貯留部７２に貯留された処理液の一部が第１接続路７２２を介して除去部７３に供給される場合の例について説明した。これに限らず、図５に示すように、回収路７１の他端は、除去部７３に接続されてもよい。この場合、回収路７１は、たとえば、他端が貯留部７２に接続される分岐路７１２を備えていてもよい。これにより、回収路７１から回収した処理液を貯留部７２および除去部７３に並行して供給することができる。なお、分岐路７１２には、分岐路７１２を開閉する開閉弁７１４が設けられる。また、回収路７１のうち、分岐路７１２との接続部７１３よりも下流側には、回収路７１を開閉する開閉弁７１５が設けられる。
その他、再生装置７は、再生装置７は、処理槽２７から回収した処理液を貯留部７２へ供給する第１回収路と、処理槽２７から回収した処理液を除去部７３へ供給する第２回収路とを、それぞれ独立に備えていてもよい。
次に、第２変形例について説明する。図６は、実施形態における第２変形例に係る再生装置７の構成を示す図である。上述した実施形態では、基板処理装置１が１つの処理槽２７を備える場合の例について説明したが、基板処理装置１は、複数の処理槽２７を備えていてもよい。
図６に示すように、第２変形例に係る再生装置７は、複数（ここでは、３つ）の処理槽２７に対し、１つの貯留部７２と、１つの除去部７３と、複数（ここでは、３つ）の第１供給部７４および第２供給部７５と、複数（ここでは、３つ）の混合部７６を備える。
貯留部７２は。複数の回収路７１を介して複数の処理槽２７に接続されており、複数の処理槽２７において使用された処理液が複数の回収路７１を介して貯留部７２に供給される。また、貯留部７２は、複数の第２接続路７２３を介して複数の第１供給部７４に接続されており、貯留部７２に貯留された処理液は、複数の第２接続路７２３を介して複数の第１供給部７４に供給される。
処理槽２７に貯留された処理液の一部は、第１接続路７２２を介して除去部７３に供給される。除去部７３は、複数の第３接続路７３１を介して複数の第２供給部７５に接続されており、除去部７３によってシリコンが除去された処理液は、複数の第３接続路７３１を介して複数の第２供給部７５に供給される。
複数の第１供給部７４、複数の第２供給部７５および複数の混合部７６は、複数の処理槽２７の各々に対応して設けられる。各第１供給部７４は、第４接続路７４１を介して同一の処理槽２７に対応する混合部７６に接続され、各第２供給部７５は、第５接続路７５１を介して同一の処理槽２７に対応する混合部７６に接続される。各混合部７６は、第４接続路７４１から供給される処理液と第５接続路７５１から供給される処理液とを混合し、混合された処理液を戻り路７７を介して対応する処理槽２７に供給する。
第１供給部７４および第２供給部７５によって混合部７６に供給される処理液の比率は、混合部７６において混合された後の処理液のシリコン濃度が、対応する処理槽２７において実施されるエッチング処理に適したシリコン濃度となるように設定される。これにより、各混合部７６は、対応する処理槽２７に対し、その処理槽２７において実施されるエッチング処理に適したシリコン濃度に調整された処理液を供給することができる。
この点について図７を参照して説明する。図７は、実施形態における第２変形例に係る再生処理の一例を示す図である。
図７では、図６に示す３つの処理槽２７をそれぞれ処理槽２７Ａ～２７Ｃと記載する。また、各処理槽２７Ａ～２７Ｃに対応する第１供給部７４、第２供給部７５および混合部７６をそれぞれ第１供給部７４Ａ～第１供給部７４Ｃ、第２供給部７５Ａ～７５Ｃおよび混合部７６Ａ～７６Ｃと記載する。
図７に示すように、ここでは、処理槽２７Ａ～２７Ｃにおいて使用される処理液のシリコン濃度および処理槽２７Ａ～２７Ｃから回収される処理液のシリコン濃度は、処理槽２７Ａ～２７Ｃごとに異なるものとする。具体的には、シリコン濃度が７５ｐｐｍの処理液が処理槽２７Ａにおいて使用され、シリコン濃度が１００ｐｐｍの処理液が処理槽２７Ａから回収される。また、シリコン濃度が１１０ｐｐｍの処理液が処理槽２７Ｂにおいて使用され、シリコン濃度が１５０ｐｐｍの処理液が処理槽２７Ｂから回収される。また、シリコン濃度が８０ｐｐｍの処理液が処理槽２７Ｃにおいて使用され、シリコン濃度が９０ｐｐｍの処理液が処理槽２７Ｃから回収される。
第２変形例において貯留部７２（図６参照）には、処理槽２７Ａから回収されたシリコン濃度１００ｐｐｍの処理液、処理槽２７Ｂから回収されたシリコン濃度１５０ｐｐｍの処理液、処理槽２７Ｃから回収されたシリコン濃度９０ｐｐｍの処理液が貯留される。この結果、貯留部７２には、シリコン濃度１２０ｐｐｍの処理液が貯留されるものとする。また、第２変形例において除去部７３（図６参照）は、シリコン濃度１２０ｐｐｍの処理液から一部のシリコンを除去することにより、処理液のシリコン濃度を５０ｐｐｍに減少させるものとする。
なお、制御部１００は、たとえば貯留部７２に設けられた濃度計から貯留部７２に貯留された処理液のシリコン濃度を取得することができる。また、制御部１００は、予め行われる実験やシミュレーション等により、貯留部７２に貯留された処理液のシリコン濃度を予め取得しておくことも可能である。また、制御部１００は、除去部７３によるシリコン除去処理後の処理液のシリコン濃度が常に一定の値（ここでは、５０ｐｐｍ）となるように、貯留部７２に貯留された処理液のシリコン濃度に基づいて除去部７３を制御してもよい。たとえば、制御部１００は、貯留部７２に貯留された処理液のシリコン濃度を濃度計から取得し、取得したシリコン濃度に基づいて、除去部７３おけるシリコン除去処理の処理時間等を変更してもよい。
図７に示すように、処理槽２７Ａに対応する第１供給部７４Ａおよび第２供給部７５Ａは、混合部７６Ａにおいて混合された後の処理液のシリコン濃度が７５ｐｐｍとなるように、混合部７６Ａに供給する処理液の比率が調整される。たとえば、第１供給部７４Ａは、シリコン濃度１２０ｐｐｍの処理液を「Ｘ１」Ｌ（リットル）供給し、第２供給部７５Ａは、シリコン濃度５０ｐｐｍの処理液を「Ｙ１」Ｌ（リットル）供給するように調整される。これにより、シリコン濃度７５ｐｐｍの処理液が混合部７６Ａにおいて生成され、生成されたシリコン濃度７５ｐｐｍの処理液は、戻り路７７（図６参照）を介して処理槽２７Ａに供給される。
また、処理槽２７Ｂに対応する第１供給部７４Ｂおよび第２供給部７５Ｂは、混合部７６Ｂにおいて混合された後の処理液のシリコン濃度が１１０ｐｐｍとなるように、混合部７６Ｂに供給する処理液の比率が調整される。たとえば、第１供給部７４Ｂは、シリコン濃度１２０ｐｐｍの処理液を「Ｘ２」Ｌ（リットル）供給し、第２供給部７５Ｂは、シリコン濃度５０ｐｐｍの処理液を「Ｙ２」Ｌ（リットル）供給するように調整される。これにより、シリコン濃度１１０ｐｐｍの処理液が混合部７６Ｂにおいて生成され、生成されたシリコン濃度１１０ｐｐｍの処理液は、戻り路７７（図６参照）を介して処理槽２７Ｂに供給される。
また、処理槽２７Ｃに対応する第１供給部７４Ｃおよび第２供給部７５Ｃは、混合部７６Ｃにおいて混合された後の処理液のシリコン濃度が８０ｐｐｍとなるように、混合部７６Ｃに供給する処理液の比率が調整される。たとえば、第１供給部７４Ｃは、シリコン濃度１２０ｐｐｍの処理液を「Ｘ３」Ｌ（リットル）供給し、第２供給部７５Ｃは、シリコン濃度５０ｐｐｍの処理液を「Ｙ３」Ｌ供給するように調整される。これにより、混合部７６Ｃにおいてシリコン濃度８０ｐｐｍの処理液が生成され、生成されたシリコン濃度８０ｐｐｍの処理液は、戻り路７７（図６参照）を介して処理槽２７Ｃに供給される。
なお、第１供給部７４Ａ～７４Ｃおよび第２供給部７５Ａ～７５Ｃによる混合部７６Ａ～７６Ｃに対する処理液の供給量は、実験やシミュレーション等によって決定された固定量に予め調整されてもよい。また、濃度計によって計測された貯留部７２内のシリコン濃度に応じて変更されてもよい。
次に、第３変形例について説明する。図８は、実施形態における第３変形例に係る再生装置７の構成を示す図である。
上述した実施形態では、再生装置７が、複数の処理槽２７に対して１つの除去部７３を備える場合の例について説明した。これに限らず、再生装置７は、図８に示すように、複数の処理槽２７に対応する複数の除去部７３を備えていてもよい。各除去部７３は、第１接続路７２２を介して単一の貯留部７２に接続される。また、各除去部７３は、複数の第２供給部７５のうち、同一の処理槽２７に対応する第２供給部７５に第３接続路７３１を介して接続される。
各除去部７３によるシリコン除去処理の処理条件（たとえば、処理時間等）は、対応する処理槽２７において使用される処理液のシリコン濃度、貯留部７２に貯留された処理液のシリコン濃度等に基づいて決定される。
このように、再生装置７は、複数の処理槽２７に対応する複数の除去部７３を備えていてもよい。
次に、第４変形例について説明する。図９は、実施形態における第４変形例に係る再生装置７の構成を示す図である。
図９に示すように、再生装置７は、１つの処理槽２７に対応する複数の除去部７３を備えていてもよい。各除去部７３は、第１接続路７２２および開閉弁７２４を介して単一の貯留部７２に接続される。また、各除去部７３は、第３接続路７３１を介して単一の第２供給部７５に接続される。
図１０は、実施形態における第４変形例に係る再生処理の一例を示す図である。ここでは、図９に示す複数の除去部７３をそれぞれ除去部７３Ａ～７３Ｃと記載して区別する。
図１０に示すように、単一の処理槽２７からは、シリコン濃度１５０ｐｐｍの処理液、シリコン濃度１２０ｐｐｍおよびシリコン濃度１００ｐｐｍの処理液の何れかが回収されるものとする。
複数の除去部７３Ａ～７３Ｃのうち、除去部７３Ａは、シリコン濃度１５０ｐｐｍの処理液から一部のシリコンを除去してシリコン濃度５０ｐｐｍの処理液を生成するように処理条件が予め決められている。除去部７３Ｂは、シリコン濃度１２０ｐｐｍの処理液から一部のシリコンを除去してシリコン濃度５０ｐｐｍの処理液を生成するように処理条件が予め決められている。シリコン濃度１００ｐｐｍの処理液から一部のシリコンを除去してシリコン濃度５０ｐｐｍの処理液を生成するように処理条件が予め決められている。
制御部１００は、処理槽２７から回収される処理液のシリコン濃度が１５０ｐｐｍである場合、除去部７３Ａに対応する開閉弁７２４を開くことにより、シリコン濃度１５０ｐｐｍの処理液を除去部７３Ａに供給する。これにより、処理液のシリコン濃度を１５０ｐｐｍから５０ｐｐｍに減少させることができる。また、制御部１００は、処理槽２７から回収される処理液のシリコン濃度が１２０ｐｐｍである場合、除去部７３Ｂに対応する開閉弁７２４を開くことにより、シリコン濃度１２０ｐｐｍの処理液を除去部７３Ｂに供給する。これにより、処理液のシリコン濃度を１２０ｐｐｍから５０ｐｐｍに減少させることができる。また、また、制御部１００は、処理槽２７から回収される処理液のシリコン濃度が１００ｐｐｍである場合、除去部７３Ｃに対応する開閉弁７２４を開くことにより、シリコン濃度１００ｐｐｍの処理液を除去部７３Ｃに供給する。これにより、処理液のシリコン濃度を１００ｐｐｍから５０ｐｐｍに減少させることができる。
なお、再生装置７は、２以上の除去部７３Ａ、２以上の除去部７３Ｂおよび２以上の除去部７３Ｃを備えていてもよい。これにより、たとえば、一の除去部７３Ａを用いてシリコン除去処理を行っている間、他の除去部７３Ａにトラップされたシリコンを除去するメンテナンス作業を行うことができる。
上述してきたように、実施形態に係る基板処理装置１は、処理槽２７と、貯留部７２と、除去部７３と、混合部７６と、戻り路７７とを備える。処理槽２７は、薬液（一例として、リン酸水溶液）とシリコンとを含む処理液に基板８を浸漬させて該基板８のエッチング処理を行う。貯留部７２は、処理槽２７から排出された処理液を回収して貯留する。除去部７３は、処理槽２７から排出された処理液の一部を回収し、回収した処理液からシリコンを除去する。混合部７６は、貯留部７２に貯留された処理液と、除去部７３によってシリコンが除去された処理液とを混合する。戻り路７７は、混合部７６によって混合された処理液を処理槽２７に戻す。
これにより、処理槽２７内の処理液の一部を廃棄し、廃棄した量に相当する量の新たな処理液を処理槽２７に補充することで、処理槽２７内の処理液の濃度を調整する手法と比較し、処理液の廃棄量を削減することができる。また、処理槽２７から回収した処理液の全てについて除去部７３によるシリコン除去処理を行う場合と比較して、処理液を短時間で再生することができる。
実施形態に係る基板処理装置１は、第１供給部７４と、第２供給部７５とを備えていてもよい。第１供給部７４は、貯留部７２に貯留された処理液のうち第１の量の処理液を混合部７６に供給する。第２供給部７５は、除去部７３によってシリコンが除去された処理液のうち第２の量の処理液を混合部７６に供給する。
これにより、貯留部７２に貯留された処理液と、除去部７３によってシリコンが除去された処理液とを、第１供給部７４および第２供給部７５によって予め決められた比率で混合部７６に供給することができる。
第１供給部７４および第２供給部７５は、処理槽２７において使用される処理液のシリコン濃度の初期値に基づいて第１の量および第２の量が設定されてもよい。
これにより、処理槽２７から回収された処理液のシリコン濃度を、処理槽２７において実施されるエッチング処理に適したシリコン濃度に調整したうえで、処理槽２７に戻すことができる。
実施形態に係る基板処理装置１は、複数の処理槽２７と、複数の処理槽２７から排出された処理液を回収して貯留する貯留部７２と、複数の処理槽２７に対応する複数の第１供給部７４および複数の第２供給部７５とを備えていてもよい。また、実施形態に係る基板処理装置１は、複数の処理槽２７に対応し、同一の処理槽２７に対応する第１供給部７４および第２供給部７５に接続される複数の混合部７６を備えていてもよい。
これにより、複数の処理槽２７から回収した処理液を、各処理槽２７に適したシリコン濃度に調整したうえで各処理槽２７に戻すことができる。
実施形態に係る基板処理装置１は、異なる複数のシリコン濃度に対応する複数の除去部７３を備えていてもよい。
異なる複数のシリコン濃度に対応する複数の除去部７３を予め用意しておくことで、たとえば、異なるシリコン濃度の処理液を用いた複数種類のエッチング処理が行われる場合であっても、除去部７３の処理条件を逐一変更する必要がない。
除去部７３は、回収した処理液から処理液に含まれるシリコンのうちの一部を除去する。
これにより、処理槽２７から回収した処理液の全てについて除去部７３によるシリコン除去処理を行う場合と比較して、処理液を短時間で再生することができる。
実施形態に係る基板処理装置１は、第１加熱部（一例として、ヒータ５４）と、第２加熱部（一例として、ヒータ７２１）とを備えていてもよい。第１加熱部は、処理槽２７において処理液を加熱する。第２加熱部は、貯留部７２において処理液を加熱する。
これにより、処理液の温度低下による貯留部７２内でのシリコンの析出を抑えることができる。
実施形態に係る基板処理装置１は、第３加熱部（一例として、ヒータ７６１）を備えていてもよい。第３加熱部は、混合部７６において処理液を加熱する。
これにより、処理液の温度低下による混合部７６内でのシリコンの析出を抑えることができる。また、混合部７６において混合された処理液を戻り路７７を介して処理槽２７へ供給した際に、処理槽２７内の処理液の温度が、戻り路７７から供給される処理液によって低下することを抑制することができる。
今回開示された実施形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。実に、上記した実施形態は多様な形態で具現され得る。また、上記の実施形態は、添付の請求の範囲及びその趣旨を逸脱することなく、様々な形態で省略、置換、変更されてもよい。
１ 基板処理装置
７ 再生装置
８ 基板
２７ 処理槽
７１ 回収路
７２ 貯留部
７３ 除去部
７４ 第１供給部
７５ 第２供給部
７６ 混合部
７７ 戻り路

Claims (9)

  1. 薬液とシリコンとを含む処理液に基板を浸漬させて該基板のエッチング処理を行う処理槽と、
    前記処理槽から排出された前記処理液を回収して貯留する貯留部と、
    前記処理槽から排出された前記処理液の一部を回収し、回収した前記処理液からシリコンを除去する除去部と、
    前記貯留部に貯留された前記処理液と、前記除去部によってシリコンが除去された前記処理液とを混合する混合部と、
    前記混合部によって混合された前記処理液を前記処理槽に戻す戻り路と
    を備え、
    前記除去部は、
    回収した前記処理液に含まれるシリコンを一部を前記処理液に残して除去する、基板処理装置。
  2. 前記除去部は、回収した前記処理液のシリコン濃度が前記処理液の初期のシリコン濃度よりも低い予め設定された濃度となるように、回収した前記処理液に含まれるシリコンの一部を前記処理液に残す、請求項１に記載の基板処理装置。
  3. 前記貯留部に貯留された前記処理液のうち第１の量の処理液を前記混合部に供給する第１供給部と、
    前記除去部によってシリコンが除去された前記処理液のうち第２の量の処理液を前記混合部に供給する第２供給部と
    を備える、請求項１または２に記載の基板処理装置。
  4. 前記第１供給部および前記第２供給部は、
    前記処理液のシリコン濃度の初期値に基づいて前記第１の量および前記第２の量が設定される、請求項３に記載の基板処理装置。
  5. 前記処理槽、前記第１供給部、前記第２供給部および前記混合部の組を複数備え、
    前記貯留部は、複数の前記処理槽から排出された前記処理液を回収して貯留する、請求項３または４に記載の基板処理装置。
  6. 異なる複数のシリコン濃度に対応する複数の前記除去部を備える、請求項１～５のいずれか一つに記載の基板処理装置。
  7. 前記処理槽において前記処理液を加熱する第１加熱部と、
    前記貯留部において前記処理液を加熱する第２加熱部と
    を備える、請求項１～６のいずれか一つに記載の基板処理装置。
  8. 前記混合部において前記処理液を加熱する第３加熱部
    を備える、請求項７に記載の基板処理装置。
  9. 薬液とシリコンとを含む処理液に基板を浸漬させて該基板のエッチング処理を行う処理槽から排出された前記処理液を回収して貯留する貯留工程と、
    前記処理槽から排出された前記処理液の一部を回収し、回収した前記処理液に含まれるシリコンを一部を前記処理液に残して除去する除去工程と、
    前記貯留工程において貯留した前記処理液と、前記除去工程においてシリコンが除去された前記処理液とを混合する混合工程と、
    前記混合工程において混合された前記処理液を前記処理槽に戻す戻り工程と
    を含む、処理液再利用方法。
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